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Micromecánica de Esfuerzos (Shear-Lag)

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Distribución del esfuerzo a lo largo de la fibra según el modelo de Cox; explica por qué la fibra no soporta carga uniforme sino que la transferencia ocurre por corte interfacial desde los extremos.

ID:('ky', 1642)


Distribución shear-lag

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$\sigma_f(x)=E_f\epsilon_c\left[1-\frac{\cosh(n(L/2-x))}{\cosh(nL/2)}\right]$

$epsilon_c$
Deformación del compuesto
$1$
$n$
Parámetro shear-lag
$1/m$
$sigma_f(x)$
Esfuerzo axial en fibra
$Pa$
$E_f$
Módulo elástico de fibra
$Pa$
$L$
Longitud de fibra
$m$
$x$
Posición axial
$m$



ID:('gm', 14381)


Parámetro transferencia

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$n=\sqrt{\frac{2G_m}{E_fr_f^2\ln(R/r_f)}}$

$n$
Parámetro shear-lag
$1/m$
$G_m$
Módulo de corte matriz
$Pa$
$E_f$
Módulo elástico de fibra
$Pa$
$R$
Radio de espaciamiento matriz/fibra
$m$
$r_f$
Radio de fibra
$m$



ID:('gm', 14382)


Corte interfacial máximo

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$\tau_{max}=\frac{E_f\epsilon_cr_fn}{2}\tanh\left(\frac{nL}{2}\right)$

$epsilon_c$
Deformación del compuesto
$1$
$n$
Parámetro shear-lag
$1/m$
$ au_{max}$
Esfuerzo cortante interfacial máximo
$Pa$
$E_f$
Módulo elástico de fibra
$Pa$
$L$
Longitud de fibra
$m$
$r_f$
Radio de fibra
$m$



ID:('gm', 14383)


Módulo de corte efectivo

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$G_{eff}=G_m(1-D_{interface})$

$D_{interface}$
Daño interfacial
$1$
$G_{eff}$
Módulo de corte efectivo
$Pa$
$G_m$
Módulo de corte matriz
$Pa$



ID:('gm', 14384)


Longitud efectiva

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$\frac{L_{eff}}{L}=1-\frac{1}{\cosh(nL/2)}$

$L_{eff}/L$
Razón de longitud efectiva
$1$
$n$
Parámetro shear-lag
$1/m$
$L$
Longitud de fibra
$m$



ID:('gm', 14385)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Región de los Rios, Chile